水稻苗期磷高效基因型筛选研究

采用难溶性磷酸盐Ca3 (PO4) 2 为唯一磷源 ,在pH值为 5 .5条件下产生相对高浓度低磷胁迫及以NaH2 PO4为磷源配制P浓度为 0 .5mg·L-1的相对低浓度低磷胁迫的两个水培环境 ,分别对不同基因型水稻的磷效率进行评价 .以相对分蘖干重 (RTW )、相对总生物量 (RPW )、相对分蘖数 (RTN)、相对根系干重(RRW )、相对地上部干重 (RSW )、相对叶龄 (RLA)和相对株高 (RPH)作为耐性指标进行相关分析 .结果表明 ,供试材料的磷效率存在极显著差异 ,若以能产生分蘖的相对高浓度低磷胁迫进行筛选时 ,相对分蘖干重、相对地上部干重、相对总生物量可作为较好的筛选指标 ,其中相对分蘖干重不仅与其它指标间的相关性强 ,且品种间差异和变异系数均较大 ,能准确、灵敏地反映不同基因型间的耐低磷胁迫能力 ;若采用相对低浓度的低磷胁迫对不同基因型水稻进行耐低磷种质筛选时 ,筛选指标则不同 ,最好的单一筛选指标应是相对地上部干重或相对总生物量 .     

耐低磷水稻基因型筛选指标的研究

采用溶液培养试验,并结合大田试验,研究和探讨了耐低磷水稻基因型的筛选指标.结果表明,溶液培养试验中,在正常供磷和低磷胁迫条件下,在所有调查性状中水稻单株干重都具有较大的基因型间变异(CV分别为21.73%和19.54%).在所有调查性状的相对值中,相对单株干重(低磷胁迫/正常供磷)也具有较大的基因型间变异(CV为19.60%);相关分析表明,相对单株干重与相对根干重、相对株高、相对单株吸磷量、相对地上部磷积累、相对磷利用效率和相对植株磷浓度均呈极显著正相关(P＜0.01).因此,水稻相对单株干重可以作为苗期筛选水稻耐低磷基因型的一个筛选指标.溶液培养试验中水稻的相对单株干重和大田试验中水稻的相对稻谷产量(不施磷/施磷)没有显著相关性,因此溶液培养试验的相对单株干重不能作为评价大田试验中水稻耐低磷能力的指标.低磷营养液培养的水稻体内磷利用效率与缺磷土壤生长的水稻体内磷利用效率呈极显著正相关.因此,直接以低磷营养液培养水稻苗期体内磷利用效率作为筛选指标,然后进行大田试验验证,是一条筛选水稻磷高效利用基因型的有效途径.     

32个切花菊品种的耐低磷特性

本研究利用砂培试验对32个切花菊品种进行了苗期耐低磷筛选和鉴定。结果表明,供试切花菊品种耐低磷能力存在明显的基因型差异,表现在幼苗相对干重（低磷胁迫/正常供磷）、相对磷含量和相对磷积累量存在较大的基因型间变异(CV分别为12.14%、20.99%和26.41%),相对干重、相对磷含量和相对磷积累量之间均呈极显著正相关(P<0.01)。通过聚类分析可将32份供试品种的耐低磷胁迫能力分为极强、强、中等、弱、极弱5个级别,‘南农银山’对低磷的忍耐能力最强,属耐低磷能力极强的品种;‘南农红枫’、‘南农香槟’和‘优香’对低磷胁迫的忍耐能力最差,属耐低磷能力极弱的品种。相对干重、相对磷含量和相对磷积累量可作为切花菊耐低磷特性的筛选指标,为切花菊育种、栽培管理、磷营养学研究提供参考。     

小麦亲缘种属添加系耐低磷胁迫性状鉴定与基因染色体定位

采用苗期缺磷和全营养对照处理,以70个中国春—野生亲缘种属二体添加系及中国春为材料,根据苗期表观遗传性状、磷吸收率和利用率相对生物量对其进行耐低磷胁迫能力筛选鉴定和基因染色体定位。结果表明:大麦4H和长穗偃麦草7E染色体上携带有耐低磷胁迫的优异基因;长穗偃麦草6E、黑麦1R和6R、卵穗山羊草4Ug和6Mg、易变山羊草4Sv染色体携带促进小麦根系生长发育的基因;拟斯比尔托山羊草5S和簇毛麦4V染色体分别携带高磷吸收率和磷利用率的基因。通过染色体工程技术,可以将携带耐低磷胁迫基因的外源染色体片段导入普通小麦,为小麦耐低磷胁迫育种和了解植物耐低磷胁迫的分子机理奠定基础。     

苦荞耐低磷基因型筛选及评价指标的鉴定

土壤缺磷是限制我国黄土高原作物高产的主要因子之一,苦荞是黄土高原区优势杂粮作物且不同基因型苦荞对低磷胁迫的响应存在显著差异,因而筛选磷高效利用苦荞基因型成为提高苦荞产量、促进当地农业可持续发展的重要途径.以14份不同基因型苦荞为材料,采用砂培试验,对正常供磷(2 mmol·L^-1)和低磷胁迫(0.2 mmol·L^-1)下苦荞苗期的农艺性状、生理生化指标以及植株磷利用情况进行测定,通过计算苦荞苗期耐低磷特性,筛选出耐低磷苦荞品种及其评价指标,为苦荞磷高效育种及黄土高原瘠薄土壤栽培提供理论依据.结果表明:低磷胁迫下,各基因型苦荞苗期地上部受影响程度大于根系,地上部形态指标、根系平均直径、根系表面积和根系体积降低,而主根长伸长;苦荞根系活力、可溶性蛋白含量均下降,其他生理生化指标升高;植株全磷含量与磷积累量均降低,但磷利用效率升高.主成分分析将22个单项指标转化成4个相互独立的综合指标(累计贡献率达90.1%),聚类分析将14种苦荞划分成3类:耐低磷型、中间型和磷敏感型.为探讨苦荞苗期耐低磷鉴定指标,以耐低磷性综合评价值(D值)为因变量,各单项指标耐低磷系数为自变量,建立最优回归方程,进行耐低磷预测.最终筛选出根表面积、根长、株高、地上部干质量、酸性磷酸酶、磷积累量、过氧化物酶活性7项指标,可用于苦荞苗期耐低磷能力的快速鉴定.     

耐低氮茄子基因型的筛选

在正常供氮和低氮胁迫条件下,比较了10个茄子不同基因型的果实产量、地上部生物量和氮素吸收总量的变化。结果显示,与正常供氮相比,在低氮胁迫条件下,供试基因型的果实产量、地上部生物量和氮素吸收总量均有下降,但不同基因型下降幅度不同。在低氮胁迫条件下,06—991的果实产量、地上部生物量和氮素吸收总量的相对指数均显著高于其他基因型,是一个理想的耐低氮茄子基因型。     

粳稻种质资源苗期耐盐性综合评价与筛选

为鉴定和评价粳稻种质资源苗期耐盐性,利用125 mmol/L NaCl盐胁迫对165份粳稻种质资源进行处理,测定耐盐级别、叶片伤害百分率、苗高、根长、SPAD、地上部鲜重、根鲜重、地上部干重和根干重,计算地上部含水量和除耐盐级别、叶片伤害百分率之外各性状的相对指标。结果表明:耐盐级别与相对苗高、相对SPAD、相对地上部鲜重、相对根鲜重、相对地上部干重、相对根干重、相对植株干重和地上部含水量均呈极显著正相关,与叶片伤害百分率和相对根冠比呈极显著负相关。通过主成分分析将12个评价指标转换为5个主成分,累计贡献率为86.473%,应用隶属函数和权重,获得了客观评价粳稻种质资源苗期耐盐性的综合评价值D。筛选到Bertone、长白26、伊粳12号、宁资629和小琥板稻5个苗期综合耐盐性强的种质。通过聚类分析将165份粳稻种质资源划分为4类,第Ⅰ类群主要由盐敏感种质构成,第Ⅱ类群主要由弱耐盐种质构成,第Ⅲ类群仅包含1份盐敏感种质,为苏选2,第Ⅳ类群是以弱耐盐和耐盐种质为主的混合类群。结合主成分和逐步回归分析,确定耐盐级别、相对根长、相对地上部干重、相对根干重和地上部含水量5个指标可作为粳稻种质资源苗期耐盐性鉴定的重要指标,本研究结果可为耐盐水稻资源筛选及鉴定提供理论依据。     

玉米苗期耐低铁能力的综合评价及其预测

为了筛选和鉴定耐低铁玉米品种应用于生产,本研究以23个玉米品种为材料,测定低铁胁迫和正常供铁(对照)玉米幼苗的株高、茎粗、可见叶、展叶、叶面积、根长、根体积、总干重、活性铁、含铁量、铁积累量和叶绿素含量等15个性状,以各性状的相对值作为衡量指标,利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对其进行耐低铁能力的综合评价。结果表明不同玉米品种耐低铁能力存在明显的基因型差异;邡玉1号、福康玉909、正大619、正红102、福得2号、正红2号耐低铁能力较强;展叶数、叶面积、根长、根干重、铁积累量可作为玉米耐低铁品种苗期筛选指标;可利用玉米苗期耐低铁能力的回归模型:D=(-384.23+2.71X4+2.50X5+3.22X6+1.70X9+4.86X14)×10-3对玉米苗期耐低铁能力进行预测。     

不同大豆品种磷吸收利用特性比较研究

土壤缺磷和低磷利用率是现代农业生产发展的主要限制因素之一,筛选和培育磷商效吸收利用品种是提高磷素利用率的有效途径。采用土壤盆栽试验方法进行了不同大豆（Glycine max（L.）Merr．）品种磷吸收利用特性比较研究。结果表明。在缺磷和正常供磷条件下,不同大豆品种植株在株离、根干重、地上部干重、根冠比率、植株磷含量和其相对值、磷吸收量和其相对值、磷利用效率和其相对比值等方面表现出显著的差异。多数达到了极显著水平。相关分析表明,在缺磷条件下,大豆不同品种植株磷的利用效率及其相对比值与植株磷含量和磷吸收量以及它们的相对值呈显著或极显著负相关。植株磷含量与植株磷吸收量呈极显著正相关。以植株干物质量和其相对值、植株磷吸收量和其相对似以及植株磷利用效率为筛选指标,筛选出3个大豆磷高效品种。     

全球水稻分子育种核心种质资源耐低钾品种的苗期筛选

以全球水稻分子育种计划提供的117份核心种质资源为供试材料,进行苗期水培试验,比较两种不同K 浓度处理下的苗期根茎性状表现.结果表明:两种处理条件下,品种间存在显著差异;以发根数、总根长、苗高、地下部干重、地上部干重等5个性状相对指数的平均值构成品种的综合指数,作为筛选耐低钾品种的评判标准,结合稻苗生长情况,从117份核心种质资源中筛选出9个耐低钾品种和32个较耐低钾品种.     

胡麻资源萌发期耐盐综合性评价

筛选胡麻耐盐品种,对胡麻产业可持续发展应对盐渍胁迫具有重要现实意义。试验选用100 mmol·L^-1的NaCl溶液对28份胡麻资源种子进行胁迫,并测定发芽率、总鲜重、下胚轴鲜重、下胚轴干重、下胚轴长、胚根鲜重、胚根干重和胚根长等相关指标,通过相关性分析、因子和主成分分析、聚类分析和逐步回归分析对11个指标进行综合分析,对28份胡麻资源萌发期耐盐性做出评价,并筛选出胡麻萌发期耐盐性鉴定的关键指标。结果表明：经相关分析,11个指标中多项指标间都是极显著或显著的正相关;因子和主成分分析将11个单项指标转化成3个综合指标,第Ⅰ主成分为下胚轴长势情况,第Ⅱ主成分为胚根长势情况,第Ⅲ主成分为种子萌发情况;聚类分析将28份胡麻资源划分为4大类：耐盐型、中等耐盐型、盐敏感型和强盐敏感型。雁杂10号、轮选1号为强耐盐材料;陇亚4号、R40号、DYMS为较强耐盐材料;逐步回归分析建立了胡麻萌发期耐盐能力预测的数学评价模型,筛选出总鲜重、胚根干重、发芽指数和下胚轴长这4个鉴定指标是胡麻萌发期耐盐能力鉴定的关键指标。以这4个筛选指标计算出的预测值与综合评价计算出的综合Z值之间极显著相关（R²=0.991 8^**）,表明鉴定结果具有较高的准确性,可以代替原来11个指标对胡麻萌发期耐盐性进行评价。     

苜蓿和扁蓿豆萌发期耐盐指标筛选及耐盐性综合评价

为探究苜蓿(Medicago sativa L.)和扁蓿豆(Medicago ruthenica(L.)Trautv.)种子萌发期的耐盐性强弱,采用复盐溶液模拟盐胁迫的方法,研究了不同浓度梯度(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%)盐胁迫对5份野生苜蓿和5份野生扁蓿豆种子萌发的影响。测定了发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、苗长、幼苗干重,利用方差分析、相关分析、主成分分析、隶属函数分析和灰色关联分析进行了耐盐性综合评价。结果表明相同指标不同浓度盐溶液和不同材料之间多存在显著差异,各指标之间存在不同程度的相关关系。各指标中与耐盐强弱最相关的指标为幼苗干重,其关联度为0.752,其次为发芽率,关联度为0.745。供试10份材料中来源于中国内蒙古通辽市大青沟自然保护区的扁蓿豆和中国内蒙古呼和浩特武川县的扁蓿豆耐盐性较强,其综合耐盐D值和关联度均较高,分别为0.807、0.699和0.793、0.716。总体比较供试苜蓿和扁蓿豆材料,扁蓿豆萌发期耐盐性较强。     

甘蓝型油菜与蔊菜属间杂种后代的苗期耐湿性综合评价

以生产上应用的耐湿性存在差异的3个甘蓝型油菜品种为对照,采用盆栽模拟湿害胁迫的方法,对15份源自甘蓝型油菜与蔊菜属间杂交获得的遗传稳定的创新种质进行苗期耐湿性鉴定和综合评价。结果显示:(1)湿害抑制根系生长,导致植株变矮,叶片发黄,生物量降低,湿害对根系影响最为严重,其次是植株总生物量积累和地上部分的生长。(2)通过主成分分析和隶属函数法,将全展叶数、绿叶率、苗高、根长、地上部分鲜重、根鲜重、植株总鲜重、地上部分干重、根干重和植株总干重等10个性状指标值转化成单一的综合评价值(D值),客观、科学、准确地对参试的18份材料进行了综合评价,为甘蓝型油菜苗期耐湿性评价提供了方法参考。(3)15份创新种质除绿叶率外的9个测定指标的耐湿性系数均高于对照品种,耐湿性综合评价结果显示,15份创新种质的D值均高于渝黄2号,13份创新种质的D值高于综合抗耐性俱佳的中油821,3份创新种质的D值高于高耐湿品种中双9号,聚类得到的高耐湿类群的7份材料中创新种质占6份(85.71%)。可见,创新种质的耐湿性平均要优于对照品种,说明通过远缘杂交获得的创新种质对甘蓝型油菜的耐湿性有了较为明显的改良和提高。     

草莓种苗壮苗指数模型的构建与质量评价

随着我国草莓栽培面积逐年增加,草莓种苗需求量越来越大,为了确保种苗育苗质量,亟需开展壮苗评价的研究。本研究以生长40 d的‘红颜’穴盘苗为对象,在测定地上部和地下部生长、鲜重、干重等16项指标的基础上,分别构建单项指标隶属函数,使用加权模糊评判法计算种苗综合评价指数;利用主成分分析筛选的关键指标组成多个壮苗指数模型,与种苗综合评价指数进行相关性分析后,确定最佳草莓壮苗指数模型并进行验证。结果表明: 随机选取的320株草莓种苗16项指标存在显著差异,综合评价指数为0.165～0.817,可作为壮苗指数模型构建和种苗质量评价的依据。主成分分析将16项指标划分为地上部相关指标、地下部相关指标和色素指标3个主成分,累计贡献率达到79.7%;从每个主成分中选择贡献值最大的3个指标随机组成27种壮苗指数模型,通过相关性分析筛选出与综合评价指数相关性最大的5个壮苗指数模型,其中“地上干重×根系表面积×叶绿素a”的相关性最高,用‘红颜’、‘香野’和‘甜查理’种苗验证相关系数均最大,分别为0.879、0.924和0.975,确定可作为草莓壮苗指数计算模型。以综合评价指数为种苗质量分级依据,可将种苗健壮程度分为3个等级:等级Ⅰ(综合评价指数≥0.5,壮苗指数≥4.0)为优质苗,等级Ⅱ(综合评价指数0.3～0.5,壮苗指数0.5～4.0)为合格苗,等级Ⅲ(综合评价指数≤0.3,壮苗指数≤0.5)为弱苗。研究结果可为草莓或其他种苗壮苗指数计算和种苗健壮程度评价提供理论依据与科学方法。     

NaCl胁迫对不同西瓜种质资源发芽的影响

采用7种NaCl浓度胁迫对23份纯合的西瓜种质资源进行耐盐性研究。结果表明：随着NaCl浓度增加,西瓜发芽率下降,不同种质资源的致死浓度有明显差异,在低浓度下大部分种质资源发芽率不变或反而增加。在80～160mmol／L盐浓度下,千粒重与发芽率呈显著性相关,最大相关系数为0．606。相同NaCl浓度对不同西瓜种质资源间的侧根、根长、鲜重、下胚轴和盐害指数影响不同。对5项测定指标进行聚类分析,将23份种质资源分为4类,第2类为耐盐性好的材料,综合分析四倍体西瓜的耐盐性高于二倍体。     

Changes in Germination and Seedling Traits of Sesame under Simulated Drought

Drought is considered one of the leading abiotic constraints to agricultural crop production globally. Present study was conducted to assess the effects of different drought treatments (viz. Control, 10% PEG, and 20% PEG) on seed germination, germination indices, seedling traits, and drought tolerance indices of sesame. Our results showed that maximum reduction in the studied parameters was observed at higher PEG concentration (i.e., 20% PEG). As compared to control, the drought treatments viz. 10% and 20% PEG decreased the values for germination indices, such as germination percentage, coefficient of variation of germination time, germination index, and seedling vigor index. Similarly, for seedling traits, the values were decreased for root length, shoot length, root shoot ratio, root fresh weight, shoot fresh weight, root dry weight and shoot dry weight under 10% and 20% PEG treatments significantly in comparison with control. Furthermore, relative to control, the values for drought tolerance indices, such as germination drought tolerance index, root length drought tolerance index, shoot length drought tolerance index, total seedling length drought tolerance index, root fresh weight drought tolerance index, shoot fresh weight drought tolerance index, total fresh weight drought tolerance index, root dry weight drought tolerance index, shoot dry weight drought tolerance index and total dry weight drought tolerance index were also reduced under 10% and 20% PEG treatments, respectively. Our results confirms that drought impact on seed germination and seedling traits could be quantified by using different indices which can further help to design drought adaptation and mitigation strategies. Based on these results it can be concluded that germination indices, seedling traits, and drought tolerance indices have great potential to simulate drought stress impacts on different crop traits thus they should be used in all kinds of stress related studies.     

花生萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选

为了解江苏花生种质资源的耐盐性,挖掘耐盐种质资源,本试验对47份花生种质材料进行耐盐性综合评价,以发芽势、发芽指数、活力指数、发芽率、鲜重、相对含水量、干重的相对值为鉴定指标,采用主成分分析、隶属函数法以及聚类分析方法,对其进行萌发期耐盐性综合评价及耐盐种质筛选。结果表明,花生种质材料萌发期的耐盐性强弱判定结果受多个指标影响,相对含水量和鲜重可以作为花生种质萌发期耐盐性的最佳鉴定指标,5 g/L Na Cl溶液可以作为花生萌发期耐盐性鉴定的合适浓度,47份花生材料划为5个耐盐级别,筛选出JP42、JP29、JP23、JP43、JP35、JP4等6份耐盐性强的种质,JP27和JP98为高度敏感材料,隶属函数法结合耐盐分级可以作为一种简便快速鉴定花生萌发期耐盐性的方法。     

棉花抗枯、黄萎病品种苗期耐低钾种质筛选研究

本研究采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,确立棉花品种苗期耐低钾筛选指标,利用这些指标,评价我国88个抗枯、黄萎病棉花品种资源苗期耐低钾能力,并筛选钾素利用率高的优异种质。结果表明,株高、地上部干物重、地下部干物重、总干物重、钾利用率、叶绿素含量在不同钾浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低钾能力的评价指标,而叶面积在不同品种和不同钾浓度处理之间不存在差异。利用筛选出的指标对88个品种进行耐低钾评价,结果供试品种主要被分为耐低钾基因型、耐低钾中间类型和非耐低钾基因型3类,分别包括21个、58个和6个品种。